Лекции для студентов

Лекции по биологии: животные — Тип Членистоногие. Общая характеристика

Тип Членистоногие. Общая характеристика

Наиболее высокоорганизованный тип беспозвоночных животных. Он насчитывает около 1 млн 500 тыс. видов и представлен водными и сухопутными животными, обладающими сегментированным телом и членистыми конечностями.

Основные признаки членистоногих:

• гетерономная сегментация тела, т.е. разные участки тела обладают сегментами разного строения, причем многие сегменты сливаются друг с другом. Тело разделено на голову, грудь и брюшко (у скорпионов — два брюшка). У паукообразных и некоторых ракообразных голова и грудь объединяются в головогрудь;

• членистые конечности разделены на отделы, которые соединяются друг с другом и с телом суставами. Конечности, расположенные на разных отделах тела, дифференцированы по функциям — захват пищи, передвижение, дыхание и др.;

• тело покрыто хитиновой кутикулой, состоящей из липидов, протеинов, хитина, углекислой извести. Растут членистоногие, только сбросив хитиновый покров во время линьки;

• мускулатура представлена отдельными мышечными пучками; мышечные волокна имеют поперечно-полосатую структуру;

• полость тела (миксоцель) смешанная, образованная из первичной полости и слившихся целомических мешков. В ней располагаются внутренние органы;

• пищеварительная система состоит из передней, средней и задней кишок; пища обрабатывается секретами пищеварительных желез;

• кровеносная система незамкнутая, имеется сердце. В кровеносной системе циркулирует гемолимфа, состав которой частично соответствует составу крови, а частично — составу целомической жидкости;

• органы дыхания представлены жабрами, легкими и трахеями;

• нервная система по строению сходна с нервной системой кольчатых червей. Происходит еще большее слияние ганглиев брюшной нервной цепочки;

• выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами;

• размножаются только половым путем, обычно раздельнополы, часто выражен половой диморфизм. Развитие как прямое, так и непрямое.

Наиболее важны классы: ракообразные, паукообразные и насекомые.

Ракообразные представлены в основном водными животными. Некоторые, например крабы и мокрицы, могут жить на суше. Низшие ракообразные: дафнии, циклопы. Высшие ракообразные: раки, омары, креветки, крабы и др.

Покровы животных образованы хитиновой кутикулой, образующей наружный скелет. Мышцы образуют пучки, соединяющие соседние сегменты или членики конечности.

На голове речного рака находятся пять пар придатков. Первая пара — антеннулы, выполняющие функции органов осязания и обоняния. Вторая пара — антенны, имеющие вид длинных усиков и выполняющие функции органов чувств, а иногда и передвижения. Затем следуют верхние челюсти — жвалы (мандибулы), размельчающие пищу, и первые и вторые нижние челюсти — максиллы. Первые три пары грудных конечностей (ногочелюсти) речного рака выполняют функции дыхания (жабры), захвата, удержания, измельчения и проталкивания пищи. Следующая пара грудных конечностей образована мощными клешнями. Ходильные ноги имеют одноветвистое строение. В их основании расположены жабры. Брюшные ноги развиты слабо и выполняют дыхательную функцию, а у самцов первые две пары брюшных ножек видоизменены в совокупительный аппарат.

Пищеварительная система состоит из трех отделов. Кишка хитинизирована, что важно для перетирания пищи. Желудок разделен на жевательный и цедильный отделы. В жевательном отделе кутикула толще и имеет зазубрины. В цедильной части пища фильтруется. Есть пищеварительная железа, проток которой открывается в короткую среднюю кишку. Она совмещает функции печени и поджелудочной железы. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием.

Дыхание. Раки дышат жабрами, расположенными на конечностях.

Кровеносная система животных не замкнута. Она состоит из сердца, расположенного на спинной стороне тела, и крупных сосудов. Гемолимфа из сердца поступает в сосуды, а из сосудов в полость тела, затем она направляется к жабрам, где происходит насыщение гемолимфы кислородом, после чего она снова поступает в сердце.

Нервная система раков близка по строению к нервной системе кольчатых червей. Развитие идет в направлении сближения нервных узлов. Достаточно сложно устроен их головной мозг.

Выделительная система представлена двумя парами выделительных (зеленых) желез. Их протоки открываются у основания антенн (первая пара) и у основания второй пары нижних челюстей (вторая пара). Извитые каналы желез впадают в мочевой пузырь.

Размножение. Раки раздельнополы. Развитие речного рака происходит без метаморфоза. Его первая и вторая пара брюшных ножек превратились в копулятивные органы. Сперматозоиды проникают в семяприемники и там хранятся до момента выхода яиц из женских половых отверстий. Тогда и наступает оплодотворение. Из яйца выходит маленький рачок.

Значение ракообразных. Некоторые, например циклопы, служат промежуточными хозяевами для развития ленточных червей. Есть паразитирующие формы, например карпоеды. Существенна роль ракообразных в очистке водоемов. Их употребляет в пищу человек.

Подтип хелицеровые, класс Паукообразные

Насчитывает около 36 тыс. в основном наземных видов. Отряды: скорпионы, пауки, клещи.

Основные признаки паукообразных:

• шесть пар конечностей, первые две пары из которых превращены в хелицеры и педипальпы, захватывающие и измельчающие пищу. У скорпионов педипальпы превратились в клешни, а остальные четыре пары — ходильные ноги. На брюшке находятся гомологи конечностей: паутинные бородавки, легочные мешки, трахеи, половые крышечки;

• покровы образованы прочной, трехслойной хитиновой кутикулой, под которой, как и у ракообразных, находится слой гиподермального эпителия. Кутикула предохраняет животное от иссушения. Особенности кутикулы обеспечили распространение паукообразных в самых засушливых регионах;

• пищеварительная система отличается наличием мускулистой сосательной глотки и слюнных желез, секреты которых расщепляют белки. Питаются пауки жидкой пищей. Пищеварение у них внекишечное: добыча сначала убивается, затем разжижается секретом слюнных желез, а затем засасывается глоткой. Большинство паукообразных — хищники. Пауки ловят добычу в ловчую сеть — паутину, образованную клейким секретом паутинных желез и сплетенную ножками паука;

• выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами;

• кровеносная система не замкнута;

• дыхательная система представлена легочными мешками или трахеями либо теми и другими одновременно. Газообмен происходит в складках легочных мешков, которые эмы-ваются гемолимфой. Трахеи начинаются отверстиями — дыхальцами, которые расположены на боковых поверхностях брюшных сегментов (по одной паре на каждом сегменте);

• нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки; органы чувств — простые глаза и органы осязания, расположенные на спинной стороне груди;

• развитие прямое (за исключением клещей). Паукообразные раздельнополые животные— с внутренним оплодотворением. Они откладывают яйца или живородящи.

Значение паукообразных. Укусы скорпиона или тарантула ядовиты. Укус каракурта смертелен для человека. Клещи — кровососущие эктопаразиты диких и домашних животных, а также человека. Животные являются переносчиками энцефалита. Внутрикожным паразитом является чесоточный клещ. Защита от паукообразных заключается в обработке мест распространения клещей ядохимикатами, в ношении защитной одежды во время работы или прогулок в лесу.

Особенности строения насекомых:

• голова состоит из пяти слившихся сегментов. На нижней стороне головы находится рот. По бокам его расположены два сложных глаза. Между ними могут быть простые глазки. На голове находится одна пара усиков, или сяжек, выполняющих функции осязания и обоняния;

• грудь состоит из трех слившихся сегментов, каждый из которых несет одну пару конечностей. Всего у насекомых три пары конечностей;

• на спине могут находиться одна-две пары крыльев;

• брюшко состоит из восьми и более сегментов, что зависит от уровня развития насекомого: чем оно примитивнее — тем больше сегментов;

• есть гомологи конечностей: яйцеклад, совокупительный орган, жало;

• дыхательная система образована трахеями, обеспечивающими газообмен в организме насекомого. Трахеи открываются наружу дыхальцами, расположенными на боковой поверхности брюшка;

• нервная система ганглиозного типа. Надглоточный ганглий образует головной мозг, состоящий из трех отделов — переднего, среднего, заднего. Развитие нервной системы обусловило появление у насекомых сложных инстинктов, заботы о потомстве, разделения функций у общественных насекомых;

• пищеварительная система представлена дифференцированным пищеварительным трактом и слюнными железами. Передняя кишка делится на рот, глотку, пищевод, часто расширяющийся в зоб и желудок. Печени у насекомых нет. Есть слюнные железы, железистые клетки средней кишки и ректальные железы, обеспечивающие всасывание воды. Средняя кишка образует складки. Задняя кишка выводит продукты пищеварения и обмена веществ;

• выделительная система представлена пучком мальпигиевых сосудов и жировым телом, в котором накапливаются продукты обмена;

• сердечно-сосудистая система незамкнутая и образована трубковидным сердцем и одной головной аортой, сосудом, направленным к голове. Из отверстия аорты гемолимфа выливается в полость тела. Гемолимфа желтоватого цвета и не участвует в дыхании;

• половая система раздельнополая, резко выражен половой диморфизм, половые железы парные, оплодотворение внутреннее, развитие прямое или непрямое (с метаморфозом);

• ротовые аппараты насекомых различны по своему типу и строению: грызущий (жуки, тараканы), грызуще-сосущий (пчелы), колюще-сосущий (комары), сосущий (бабочки), лижущий (мухи);

• по наличию и характеру крыльев насекомых делят на крылатых и бескрылых. У крылатых насекомых одна-две пары одинаковых или разных крыльев. У жесткокрылых или полужесткокрылых одна пара крыльев превратилась в жесткие надкрылья. У вторичнобескрылых насекомых (муравьи, вши, клопы) крылья редуцированы или отсутствуют.

Роль насекомых в природе и жизни человека Полезная роль:

• опыление цветковых растений;

• участие в почвообразовательных процессах;

• осуществление санитарных функций;

• регуляция численности других насекомых;

• участие в трофических цепях биоценозов;

• использование человеком продукта их жизнедеятельности (пчелы, тутовый шелкопряд);

• использование для биологической борьбы;

• опыление культурных растений. Вредная роль:

• вредят сельскохозяйственным культурам;

• являются кровососущими паразитами человека и животных;

• переносят возбудителей заболеваний (вши — сыпной и возвратный тиф, блохи — чуму, комары — малярию).